基于CORDIC算法的正交信号源实现

正交型数字锁相放大器中正交信号参考源对于数字锁相放大器的性能有着重要的影响,根据CORDIC算法在FPGA上设计数字正交信号源,实现了直接数字频率合成(DDS)技术中的相位/幅度转换模块,可输出高精度的正交参考信号,避免了用ROM实现相幅转换时硬件开销过大及处理速度受限制的问题。首先介绍了DDS的工作原理,同时对基于CORDIC算法的相幅变换方法进行了详细叙述,利用CORDIC算法计算正余弦值,最后对整体模块进行了仿真和实验测试,输出中心频率可调的正交信号,实现了高精度的正交信号源。     

基于数字锁相环的新型频相检测方法研究

在经典DPLL(数字锁相环)的基础上,提出了一种在中频过采样背景条件下利用过采样值进行相位捕捉和跟踪的新型数字锁相环。该方法利用两级鉴频器实现频率锁定,同时利用高频过采样实现数字锁相,对相位误差一步调整到位而不需连续多次调整。最后讨论了波形失真和随机抖动的影响;利用相对阈值法使性能得到很大改善。该方法解决了锁定精度和锁定时间不能同时兼顾以及抗干扰能力差等若干问题。     

基于分段压缩和原子范数的跳频信号参数估计

针对压缩域跳频信号参数估计方法需借助测量矩阵寻找压缩采样数据的数字特征,造成运算复杂度高,且存在基不匹配的问题,提出一种压缩域数字特征和原子范数的跳频信号参数估计方法。建立块对角化的测量矩阵,实现信号分段压缩,分析压缩采样数据的数字特征,实现跳变时刻粗估计;分离出未发生频率跳变的信号段,利用原子范数最小化方法实现跳变频率的精确估计;最后依据精确估计的跳变频率,设计原子字典,并在压缩域实现跳变时刻的精确估计。基于该算法的跳变频率估计性能高于基于压缩感知的跳变频率估计,亦能精确估计跳频信号的跳变时刻。仿真结果显示,在信噪比高于-2 dB,压缩比高于0.5时,基于该算法的归一化跳变频率估计误差低于10-4,归一化跳变时刻估计误差低于10-2。     

动态多频数字锁相算法及其应用

该文提出一种动态多频锁相算法。与传统锁相方法相比,该算法不需要选择参考信号的类型,在继承了传统锁相方法高信噪比优点的基础上,能够锁出由一个基频和多个倍频分量合成的复合信号的幅值,从而获得更多的有用信息。同时,采用动态调整参考信号频率的方法,有效地解决了实际信号频率漂移引起的幅值求取误差问题。应用于NDIR红外气体浓度检测的结果表明,该算法可以增大检测量程,并提高系统检测灵敏度。     

数字锁相放大器的实现研究

基于DSP设计了一种采样频率可控的数字锁相放大器。针对数字锁相放大器对低通滤波器性能的要求,采用CIC和降采样的方法,实现了一种高效的窄带低通滤波器。测试结果表明,在采样频率为500kHz时,低通滤波器的通带截止频率可达0.5Hz;当输入信号幅度为5～150mV时,系统测试的相对误差小于0.5%;当输入信号幅度为1～50μV时,系统测试的相对误差小于2%;同时系统在1～120kHz的工作范围内,具有较好的一致性。     

一种用于QAM接收机的符号定时盲恢复方法

以采样信号在频率户f=1/2T处频谱取最大值为准则,提出一种用于QAM接收机的定时相位迭代估计算法.该方法用数字差分滤波对采样信号进行处理,提高了信号中的定时分量,从而加快了算法的收敛速度.仿真结果表明,该方法缩短了QAM接收机符号同步建立时间,在低信噪比情况下的性能仍良好.     

基于ADSP-TS101的数字正交采样和脉冲压缩的高效算法实现

针对雷达信号处理中数字正交采样和脉冲压缩的大运算量问题，提出了用频域方法把正交采样和脉冲压缩结合实现的高效算法，大大减少了运算量，提高了雷达信号处理的吞吐率和实时性。在ADSP-TS101上，验证了这个算法实现数字正交采样和脉冲压缩的速度性能和精度。     

FPGA主控型数字锁相放大器设计及光谱测量EI北大核心CSCD

针对激光传输实验中传输内通道空间狭小、CO_(2)浓度低的特点,结合波长调制TDLAS技术,设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的数字锁相放大器,实现锁相放大和数据采集功能一体化,并将其成功应用于低浓度CO_(2)检测中。为解决低浓度CO_(2)吸收微弱、噪声强等问题,设计了高精度ADC模块,电压分辨率可达0.3 mV;基于DDS原理内部产生正余弦参考信号,保证谐波信号单一性,且实现参考信号频率可调节,覆盖范围1~40 kHz;改进了CIC滤波器,并通过降采样级联FIR滤波器的方式,以较少的硬件资源消耗实现窄带低通滤波,积分时间200μs~20 ms可调;基于CORDIC算法实现平方和开根运算,相较于JPL算法精度更高。为系统更加小型化,基于Qt实现上位机并结合串口通信,使锁相放大器兼具数据采集处理功能。常温常压光程30 m条件下,测量了CO_(2)在2μm波段的吸收光谱,获得波长调制吸收光谱信噪比为102.6,相较于直接吸收信噪比8.8,提高约11.7倍;设计并开展低浓度CO_(2)标定实验,获取二次谐波信号幅值和CO_(2)浓度之间的线性关系,相关度为0.996;在纯氮气条件下,利用Allan方差评估了系统性能,平均时间为2 s时,系统检测下限1.30 ppm(1 ppm=10−6),平均时间为180 s时,系统检测下限0.19 ppm;分析了系统响应时间,可在0.5 s内获取气体浓度。实验结果表明,设计的数字锁相放大器具有测量灵敏度高、参数可调节、能够实时处理和小型化的特点,可满足传输内通道中低浓度CO_(2)的检测需求。     

一种适用于PCM-FM信号的分数间隔盲均衡算法

针对遥测系统中频率选择性衰落造成的严重码间干扰问题,提出了一种适用于PCM-FM信号的分数间隔盲均衡算法。该算法利用PCM-FM信号的恒模特性,采用过采样技术提高了收敛速度,并对宽带遥测两径信道模型进行了均衡仿真。仿真结果表明,该方法能够较好地对抗频率选择性多径衰落,消除码间干扰。     

利用Gibbs采样的同频混合信号单通道盲分离

针对非合作接收的单通道同频数字调制混合信号,提出一种基于Gibbs采样的分离算法。该算法利用统计的方法获得未知符号序列概率密度的随机样本,运算复杂度随信道阶数的增加不呈指数增长。重点研究了基于单符号对、多符号对的分离算法和信道响应的跟踪,并对Gibbs分离算法和PSP分离算法的性能进行了详细的分析比较。仿真结果表明,针对2路QPSK调制的混合信号,在与L=4时的PSP算法具有近似分离性能的同时,Gibbs分离算法可使复杂度降低近17倍。     

基于稀疏分解和混沌理论的微弱信号检测

针对数字锁定放大器中稀疏分解算法检测精度受限的缺点,结合非线性方法进行补偿,采用混沌检测联合稀疏分解的算法设计了数字锁定放大器。数字锁定放大器借助稀疏分解算法估计信号参数,根据估计得到的参数设计对应混沌系统;利用混沌系统检测信号的过程中产生间歇性混沌状态,并通过测量间歇性混沌状态的周期,精确检测信号。最终,在信号的信噪比低至-20 dB时可以成功检测信号,频率精度达到0.05 Hz,提供了一种非线性微弱信号检测方法。     

基于CORDIC算法的数字中频检波技术研究

为了解决模拟包络检波器受温度影响大、测试精度不高且丢失相位信息等问题,提出了一种基于CORDIC算法的数字中频检波方案,完成幅度、相位及频率检测功能.首先讨论了数字检波的工作原理,分析了其数学模型,然后给出了基于CORDIC算法的幅度和相位检测方案,并在数字鉴相基础上,介绍了使用一阶差分结构实现数字鉴频的方法,同时分析了差分鉴频中出现的相位模糊问题,给出了如何提高鉴频精度的方法.最后,使用FPGA实现了基于CORDIC算法的数字检波器.通过计算机仿真和应用实例表明,基于CORDIC算法的数字中频检波方案是可行的,并且可以获得较高的测量精度.     

EMD方法及其在红外气体传感器信号处理中的应用

该文研究了经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法在红外气体检测中的应用。针对红外气体浓度信号的特点对算法进行了改进,使得算法能够在不分解出所有IMF(Intrinsic Mode Function)分量的情况下,正确提取所需的IMF分量。与低通滤波和锁相等方法进行了比较分析,结果表明,改进后的EMD算法具有所需数据量少、计算量小、提取的有用信号能量损失少等优点,可以快速识别气体浓度的变化,有效提高气体浓度测量的精度,适用于在线实时检测。     

基于传声器阵列的声源定位系统设计

传声器声源定位是利用传声器阵列拾取声音信号,并用数字信号处理技术对其进行分析和处理的声源定位技术。设计了一种基于MUSIC算法的声源定位系统,该系统以数字信号处理器(DSP)为控制核心,通过TMS320C6747高速数字信号处理器,提高了系统处理速度,简化了设计,能更好的满足声源定位的要求。经测试,该系统具有实时、高速、精度高及可靠性好的优点。     

基于FPGA的宽带数字信道化接收机的设计

提出一种基于多相滤波器组的宽带数字信道化接收机的实现结构和设计方法,该方法可以满足侦察接收机宽频段覆盖、高灵敏度、高截获概率和实时处理能力,较好地解决高速A/D芯片与低速信号处理器之间的矛盾.用基于CORDIC算法和一阶相位差分算法进行瞬时测频.对系统中的每个功能模块进行了基于FPGA的设计与实现,从signaltab中验证了该方法的正确性.     

基于CORDIC算法2FSK调制器的FPGA设计

频移键控（FSK）是用不同频率的载波来传递数字信号,并用数字基带信号控制载波信号的频率。提出一种基于流水线CORDIC算法的2FSK调制器的FPGA实现方案,可有效地节省FPGA的硬件资源,提高运算速度。最后,给出该方案的硬件测试结果,验证了设计的正确性。     

一种新的多特征融合视频篡改检测方法

三网融合的视频防插播、防篡改技术已成为信息安全领域重点攻关的关键技术。针对多媒体业务被恶意篡改的问题,提出一种新的多特征融合的视频篡改检测方法：结合LM算法对BFGS进行融合改进,提出改进的BFGS神经网络,通过提取视频特征平均梯度和信息熵,采用改进的BFGS神经网络进行融合篡改检测。实验结果表明,该算法收敛速度快,学习精度高,能有效地对视频篡改进行检测。     

宽带LFM实信号多通道低速采样参数估计

基于余数定理解频率模糊和解线调方法,提出一种在低速采样条件下针对宽带线性调频实信号的参数估计算法。单路欠采样信号与其延迟信号共轭相乘,根据输出信号的单频特性利用谱峰检测进行调制斜率的无模糊估计。通过合成无载波的线性调频信号对三路欠采样信号解线调处理,运用余数定理进行初始频率的无模糊估计。该算法稳定性好,精度高,易于在硬件上实现,具有实用价值。     

用于混频信号的双通道数字锁相放大器

为了实现对混频信号的高速采样和同步处理,提出了一种采用正交数字解调算法的双通道数字锁相放大器.系统结构基于数字信号处理器(DSP)及其配合的硬件,并采用增强并口(EPP)协议,实现了DSP同PC机的双向高速通信.实验验证了该系统的可行性.